肖玲玲
(山西欣奧特自動化工程有限公司,山西 太原 030012)
目前,我國獲批軌道交通建設(shè)規(guī)劃的城市已達43個,規(guī)劃總里程約8 600 km,我國城市軌道交通市場將在一段時間內(nèi)處于建設(shè)高峰時期。由于城市軌道交通建設(shè)工程建在地質(zhì)條件復(fù)雜,管道密集的市區(qū)地下,并且周邊建筑物、橋梁、道路較多,大大增加了軌道交通建設(shè)風險[2]。 因此,城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警成為保障地鐵工程建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)安全及保護沿線建筑環(huán)境的重要手段?,F(xiàn)階段,施工過程中各個監(jiān)測單位獨立監(jiān)測,監(jiān)測數(shù)據(jù)使用效率低,不能對整個施工線路的安全態(tài)勢宏觀認識與監(jiān)測數(shù)據(jù)的深層次利用,因此,建立城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng),實現(xiàn)對城市軌道交通施工安全風險信息的規(guī)范化、系統(tǒng)化、信息化管理,已成為我國城市軌道交通施工建設(shè)急需解決的實際問題。
本系統(tǒng)基于GIS的城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng),實現(xiàn)了GIS地圖管理、風險監(jiān)控數(shù)據(jù)預(yù)警、風險預(yù)警管理、基礎(chǔ)信息管理等功能,該系統(tǒng)可以實時分析監(jiān)測數(shù)據(jù),并進行科學(xué)有效的預(yù)測,及時發(fā)現(xiàn)施工安全隱患,對已經(jīng)出現(xiàn)的險情做到及時地應(yīng)急處理,有效地保證了地鐵施工過程中的人身和財產(chǎn)安全。
城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)以GIS方法為核心,結(jié)合計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等,對城市軌道交通施工中的車站基坑與區(qū)間隧道施工點進行實時監(jiān)控,通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析,實現(xiàn)工程風險狀態(tài)等級的動態(tài)判斷及安全風險自動化預(yù)警功能,促進軌道交通施工安全生產(chǎn),提升監(jiān)測信息化管理水平[3]。
通過對城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的需求分析,系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計上采用基于B/S的軟件架構(gòu)模式,總體架構(gòu)如圖1所示,主要包括訪問層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層[4]。
◆ 訪問層:其主要負責與用戶交互信息,是數(shù)據(jù)顯示、獲取的客戶終端,它將用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器,并將服務(wù)器返回的信息展現(xiàn)給用戶。該系統(tǒng)可以提供多種訪問方式,包括用戶客戶端訪問和IE瀏覽器訪問。
◆ 業(yè)務(wù)應(yīng)用層:負責相應(yīng)客戶端請求的核心層,接受并響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)查詢請求,完成整個系統(tǒng)的功能,主要包括系統(tǒng)管理、安全管理、GIS地圖管理、數(shù)據(jù)管理。
◆ 數(shù)據(jù)層是本架構(gòu)的最底層,不僅提供數(shù)據(jù)的輸入,也提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成業(yè)務(wù)應(yīng)用層識別的格式進行保存輸出,實現(xiàn)風險監(jiān)控、預(yù)警數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)的添加、修改和查詢等操作,并對各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換,最后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳遞給上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用層進行處理。
圖1 城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警體系
城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)為地鐵建設(shè)過程中提供安全風險監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、風險預(yù)警等服務(wù);通過該平臺能夠及時準確的掌握軌道交通在建工程的安全情況,地圖預(yù)警功能在突發(fā)事件時可起到協(xié)調(diào)指揮,應(yīng)急聯(lián)動的作用。根據(jù)用戶的需求將系統(tǒng)設(shè)計為四個模塊,即GIS地圖、數(shù)據(jù)管理、安全管理、系統(tǒng)管理四個模塊,每個模塊實現(xiàn)不同的功能,具體的功能模塊圖如圖2所示。
圖2 城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)功能模塊
地鐵施工監(jiān)測安全預(yù)警采用監(jiān)測數(shù)據(jù)控制值預(yù)警或?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進行回歸分析等處理后進行預(yù)測預(yù)警,在應(yīng)用過程中根據(jù)監(jiān)測的特點結(jié)合指數(shù)預(yù)警或模型預(yù)警方法,建立預(yù)警模型,對應(yīng)不同的警級給出模型的取值范圍進行預(yù)警。
根據(jù)地鐵施工及其建設(shè)管理的特點,按照地鐵施工的風險等級、安全狀況、危害程度及發(fā)展趨勢等,將地鐵施工監(jiān)測安全預(yù)警由大到小分為一級、二級、三級和四級,分別用紅色、橙色、黃色和藍色表示,紅色為最高級別[5]。
為了及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的險情,隨時調(diào)整施工措施,監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理工作主要包括兩部分,分別是資料整編和數(shù)據(jù)分析[6]。監(jiān)測資料的整編主要是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總、審核、整理、編排,刊印成冊,使之系統(tǒng)化。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析主要是對數(shù)據(jù)進行綜合性的定性、定量分析,找出其中的變化規(guī)律及發(fā)展趨勢,使其對施工狀態(tài)做出評價、判斷和預(yù)測,可以有效地監(jiān)視安全施工。
常用的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析方法包括曲線分析、統(tǒng)計分析、對比分析和建模分析[6]。數(shù)據(jù)分析之前需要對實測數(shù)據(jù)進行校核檢驗,確保以可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ);數(shù)據(jù)分析時主要對變形進行幾何分析,即對變形給出幾何描述,并且對變形給出物理解釋。對于有特殊情況,需進行不定期分析。
建立城市軌道交通土建施工安全風險監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng),實現(xiàn)了GIS地圖管理、風險監(jiān)控數(shù)據(jù)預(yù)警、風險預(yù)警管理、基礎(chǔ)信息管理等功能。該系統(tǒng)的應(yīng)用,極大地提高了地鐵土建施工監(jiān)測的工作效率,有效地預(yù)防了事故的發(fā)生,保證地鐵工程安全穩(wěn)定的施工,為地鐵工程信息化施工提供了技術(shù)保障和決策支持。
[1] 于鑫,張銘,白麗.城市軌道交通建設(shè)安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)研究[J].鐵路運輸與經(jīng)濟,2017,39(6):87-92.
[2] 楊樹才.城市軌道交通工程建設(shè)安全風險管理體系研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2014,51(1):1-7.
[3] 王艷輝,羅俊,張晨琛.基于GIS的城市軌道交通建設(shè)安全風險管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].交通運輸系統(tǒng)工程與信息,2010,10(4):33-37.
[4] 張銘,王霆.城市軌道交通安全監(jiān)控與應(yīng)急一體化平臺建設(shè)研究[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2015(4):79-82.
[5] 董文明.地下軌道交通工程建設(shè)的安全風險控制技術(shù)研究[J].路基工程,2016(1):186-190.
[6] 楊成斌.地鐵施工監(jiān)測安全預(yù)警系統(tǒng)研究[D].西安:西安科技大學(xué)大學(xué),2013.